汽车举升机的设计

机械原理课程设计

设计题目：汽车举升机设计

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2012年6月14日

目录

第1章绪论.....................................3-4

1.1设计课题的目的及意义 (3)

1.2设计内容及设计方法……………………………………3-4

第2章举升机方案的拟定..........................................4-5 第3章剪式举升机的设计.......................................5-10 3.1剪式举升机的结构设计.......................................5-9 3.2剪式举升机液压系统和电气系统的设计..................9-10 第4章双柱液压举升机的设计.................................11-16 4.1双柱液压举升机的结构设计.................................11-15 4.2双柱液压举升机液压系统设计 (16)

第5章结论......................................................16-17参考文献 (17)

第1章绪论

1.1设计课题的目的及意义

本设计采用计算机CAD/CAE对剪刀式举升机、子母剪刀式举升机、双柱式举升机进行结构设计，提高产品的综合性能和安全可靠性。计算机CAD/CAE技术是一种崭新的产品开发技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展的一项计算机辅助工程技术。该技术一出现，立即受到了工业发达国家的有关科研机构和企业公司的极大重视，许多著名的制造厂商纷纷将计算机仿真技术引入各自的产品开发，取得了良好的经济效益。

现今，在我国利用CAD/CAE技术对汽车举升机进行设计研究还尚未见成果发表。只有将汽车举升机的工程实践和计算机CAD/CAE 技术结合起来，才能真正加快汽车举升机产品的发展历程，为此，本课题基于计算机CAD/CAE技术平台，利用当前CAD/CAE领域内应用比较广泛的三维软件Pro/E、有限元软件ANSYS进行汽车举升机的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机有限元分析与研究，可以代替剪刀式举升机物理样机的前期试验，为我国汽车举升机产品的设计、技术开发方面提供更多的理论参考，进一步提高国产汽车举升机的稳定性和可靠性，提高产品的市场竞争力。该设计的研究方法，也可应用于汽车举升机及其他新产品的研究开发中，可以缩短新产品研制周期，减少研制经费，提高设计精度和效率，对于国内举升机的发展具有重大的现实意义。

1.2设计内容及设计方法

1.2.1设计内容

本设计在考虑典型的汽车举升机的结构形式和实际工况条件基

础上，依据有限元、虚拟装配技术及结构优化设计等理论，建立举升机Pro/E三维实体模型，并进行虚拟装配，将关键零部件模型导入ANSYS软件进行有限元分析，获得举升机在载荷工况作用下的应力、应变及变形状况，进一步提高举升机的稳定性及安全性。设计中我们研究的主要内容如下：

（1）举升机工作原理与结构形式的研究与分析；

（2）举升机二维结构设计；

1.2.2设计方法

资料收集及总体方案制定→举升机工作原理与结构形式分析→举升机二维结构设计（对各个机构零件进行强度分析）→整机虚拟装配→撰写设计说明书。

第2章举升机方案的拟定

1常用汽车举升机的结构类型

目前，全国生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪式、组合移动汽车式等。仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：普通双柱式、龙门双柱式、四立柱式、剪式、移动式和单立柱式等汽车举升机。按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条举升式等举升机。从举升机的驱动方式分，主要有：电机驱动式举升机和液压驱动式举升机。

2 分析各类举升机的优缺点

(1)按照举升机的举升装置来进行简单的分析对比。

①丝杠螺母举升式:整体结构相对较简单，自锁性好，传动比较平稳；但丝杠制作的精度要求较高，而且举升的时候丝杠承受的压力较大，极易磨损，所以寿命一般不是很长，也不能举升过大质量的重物。

②链条传动举升式：该结构传动平稳，也有较好的自锁性；但结构较复杂，整体外观尺寸较大，不适合作为小型汽车的举升机。

③液压缸举升式：整体结构比较简单，体积较小，有大的驱动力，传动平稳且易于控制，使用寿命较长；液压系统零件的精度要求较高，自锁性不好，需要添加机械自锁系统[1]。

④齿轮齿条举升式：此类举升式举升机的零件易于加工，生产成本较低，有较好的自锁性；但整体构造比较复杂，且不易举升过重的重物。

(2)拟定合适的方案

对比上面四类举升装置，采用优势比较明显的液压缸举升式作为本设计题目的动力驱动方案。采用液压驱动设计两种常见结构的举升机：剪式举升机和双柱式举升机。

目前举升机类的产品大部分是采用液压缸缸举升式作为驱动，随着现在制造技术的日益进步，液压系统能更加安全、平稳、有效的工作，所以这也是各类举升机采用此方案的根本原因。

第3章剪式举升机设计

3.1剪式举升机的结构设计

(1) 举升机结构确定

此次设计所要举升的重量为3.5t以下的轿车，所以采用剪式液压驱动举升机就完全可以。为了适合大小维修厂，对地基没有过多要求，地面安装即可。整体结构形式如图3.1所示。

剪式液压平板举升机由机架、液压系统、电气三部分组成。设置限位装置、升程自锁保护装置等以保证举升机安全使用，保障维修工人的生命安全。举升机由电气系统控制，由液压系统输出液压油作为动力驱动活塞杆伸缩，带动举升臂上升、下降、锁止。

举升机一侧上下端为固定铰支座，举升臂由销连接固定在铰支座上。另一侧上下端为滑轮滑动，举升臂通过轴与滑轮连接。举升机在工作过程中，以固定铰支座一侧为支点，滑轮向内或向外滑动，使举升机上升下降，当达到适当的举升位置时，利用液压缸上的机械锁锁止。子母剪式举升机使用方便，结构简单，占地面积小，适用于大多数轿车、汽车的检测、维修及保养，安全可靠。

(2) 举升机各零部件之间的连接关系

举升机的工作是靠液压缸活塞杆的运动实现举升下降的[2]。液压缸固定在下外侧举升臂上通过轴连接，活塞杆作用在上端轴上，轴直接连接两举升臂。如图3.1所示，活塞杆向外伸出时，带动举升臂向上运动。各举升臂必须相互联系，采用螺栓连接，图中左侧用轴连接，因各铰接处均有摩擦，所以采用润滑脂润滑。举升臂向上运动时，通过轴带动滑轮滑动，举升臂、轴与滑轮之间需使用键进行周向固定，力才能相互传递，滑轮轴上还放有套筒，并采用锁止螺钉进行轴向固